Cukier to tylko jeden z wielu wzmacniaczy smaku, których ludzie i firmy używają do słodzenia żywności i napojów. Marie LaFauci / Moment przez Getty Images
Szybki spacer po alejce z napojami w dowolnym sklepie na rogu ujawnia niesamowitą pomysłowość naukowców zajmujących się żywnością w poszukiwaniu słodkich smaków. W niektórych napojach znajdziesz cukier. Napoje dietetyczne mogą zawierać sztuczny lub naturalny niskokaloryczny słodzik. W prawie wszystkim innym znajduje się syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy, król amerykańskiej słodyczy.
Jestem chemik badający związki występujące w przyrodzie, a także jestem miłośnikiem jedzenia. Z mylącymi etykietami żywności, które twierdzą, że żywność i napoje są dietetyczne, bez cukru lub „bez sztucznych słodzików”, może być mylące, aby wiedzieć, co dokładnie spożywasz.
Czym więc są te słodkie molekuły? Jak cukier trzcinowy i sztuczne słodziki mogą wytwarzać tak podobne smaki? Po pierwsze, warto zrozumieć, jak działają kubki smakowe.
Kubki smakowe i chemia
"mapa smaków” – pomysł, że smakujesz różnych smaków na różnych częściach języka – jest daleki od prawdy. Ludzie są w stanie posmakować wszystkich smaków wszędzie tam, gdzie są kubki smakowe. Czym więc jest kubek smakowy?
Kubki smakowe to obszary na języku zawierające dziesiątki smaków komórki receptorowe. Komórki te mogą wykryć pięć smaków – słodki, kwaśny, słony, gorzki i umami. Kiedy jesz, cząsteczki pokarmu rozpuszczają się w ślinie, a następnie są przepłukiwane przez kubki smakowe, gdzie wiążą się z różnymi komórkami receptorów smakowych. Tylko cząsteczki o określonych kształtach mogą wiązać się z określonymi receptorami, a to powoduje odbieranie różnych smaków.
Cząsteczki o słodkim smaku wiążą się z określonymi białkami w komórkach receptora smaku zwanych Białka G. Kiedy cząsteczka wiąże te białka G, wyzwala serię sygnałów, które są wysyłane do mózgu, gdzie są interpretowane jako słodkie.
Cukry naturalne
Cukry naturalne to rodzaje węglowodanów znane jako sacharydy które składają się z węgla, tlenu i wodoru. Możesz sobie wyobrazić cukry jako pierścienie atomów węgla z parami tlenu i wodoru przyłączonymi na zewnątrz pierścieni. Grupy tlenu i wodoru sprawiają, że cukier jest lepki w dotyku. Zachowują się jak rzepy, przyczepiając się do par tlenu i wodoru na innych cząsteczkach cukru.
Najprostsze cukry to cukry jednocząsteczkowe zwane monosacharydami. Pewnie słyszałeś o niektórych z nich. Glukoza jest najbardziej podstawowym cukrem i jest wytwarzana głównie przez rośliny. Fruktoza to cukier z owoców. Galaktoza to cukier w mleku.
Cukier stołowy – lub sacharoza, który pochodzi z trzciny cukrowej – jest przykładem disacharydu, związku złożonego z dwóch monosacharydy. Sacharoza powstaje, gdy cząsteczka glukozy oraz cząsteczka fruktozy połączyć ze sobą. Innymi powszechnymi disacharydami są laktoza z mleka i maltoza, która pochodzi z ziaren.
Kiedy te cukry są spożywane, organizm przetwarza każdy z nich nieco inaczej. Ale w końcu rozkładają się na cząsteczki, które twoje ciało przekształca w energię. Ilość energii z cukru – i całej żywności – jest mierzona w kaloriach.
Syrop kukurydziany o dużej zawartości fruktozy
Syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy jest podstawą amerykańskiej żywności, a ten hybrydowy słodzik wymaga osobnej kategorii. Syrop kukurydziany o dużej zawartości fruktozy jest wytwarzany ze skrobi kukurydzianej – głównego węglowodanu występującego w kukurydzy. Zrobiona jest skrobia kukurydziana tysiące cząsteczek glukozy połączone razem. Na skalę przemysłową skrobia jest rozbijana na poszczególne cząsteczki glukozy za pomocą Enzymy. Ta glukoza jest następnie poddawana działaniu drugiego enzymu w celu przekształcenia jej części we fruktozę. Ogólnie syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy jest mniej więcej 42%-55% fruktozy.
Ta mieszanka jest słodka i tania w produkcji, ale ma wysoką zawartość kalorii. Podobnie jak w przypadku innych naturalnych cukrów, zbyt dużo syropu kukurydzianego o wysokiej zawartości fruktozy jest szkodliwe dla zdrowia. A ponieważ większość przetworzonej żywności i napojów jest pełna, łatwo jest spożywać za dużo.
Naturalne słodziki bez cukru
Druga kategoria słodzików może być zdefiniowana jako naturalne słodziki niecukrowe. Są to dodatki do żywności, takie jak stewia i owoce mnicha, a także naturalne alkohole cukrowe. Te cząsteczki nie są cukrami, ale nadal mogą wiązać się z receptorami słodyczy, dzięki czemu mają słodki smak.
Stewia jest cząsteczką pochodzącą z liści Stewia redaudiana Zakład. Zawiera „słodkie” cząsteczki, które są znacznie większe niż większość cukrów i mają do nich przyłączone trzy cząsteczki glukozy. Te cząsteczki są od 30 do 150 razy słodsze niż sama glukoza. Słodkie molekuły z owoców mnicha są podobne do stewii i 250 razy słodsze niż glukoza.
Organizm ludzki ma naprawdę trudności z rozkładaniem zarówno stewii, jak i owoców mnicha. Więc nawet jeśli oba są naprawdę słodkie, ich spożywanie nie dostarcza żadnych kalorii.
Alkohole Cukrowe, jak na przykład sorbital, nie są tak słodkie jak sacharoza. Można je znaleźć w różnych produktach spożywczych, w tym ananasach, grzybach, marchwi i wodorostach, a także często dodaje się je do napojów dietetycznych, gumy do żucia bez cukru i wielu innych produktów spożywczych i napojów. Alkohole cukrowe składają się z łańcuchów atomów węgla zamiast kółek, jak normalne cukry. Chociaż składają się z tych samych atomów co cukry, alkohole cukrowe nie są dobrze wchłaniane przez organizm, dlatego są uważane za niskokaloryczne słodziki
Sztuczne słodziki
Trzecim sposobem na zrobienie czegoś słodkiego jest dodanie sztuczne słodziki. Te chemikalia są produkowane w laboratoriach i fabrykach i nie występują w naturze. Jak wszystkie rzeczy o słodkim smaku, robią to, ponieważ mogą wiązać się z pewnymi receptorami w kubkach smakowych.
Jak dotąd amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków ma zatwierdzonych sześć sztucznych słodzików. Najbardziej znane to prawdopodobnie sacharyna, aspartam i sukraloza – lepiej znana jako Splenda. Wszystkie sztuczne słodziki mają różne wzory chemiczne. Niektóre przypominają naturalne cukry, podczas gdy inne są radykalnie różne. Zazwyczaj są wielokrotnie słodsze niż cukier – sacharyna jest niewiarygodnie 200-700 razy słodsza niż cukier stołowy – a niektóre z nich są trudne do rozbicia przez organizm.
Podczas gdy słodki deser może być dla wielu zwykłą przyjemnością, chemia postrzegania słodyczy przez kubki smakowe nie jest taka prosta. Jedynie molekuły o idealnej kombinacji atomów smakują słodko, ale organizmy radzą sobie z każdą z tych molekuł inaczej, jeśli chodzi o kalorie.
O autorze
Kristine Nolin, profesor nadzwyczajny chemii, Uniwersytet w Richmond
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
Powiązane książki:
Sól, tłuszcz, kwas, ciepło: opanowanie elementów dobrego gotowania
autorstwa Samina Nosrata i Wendy MacNaughton
Ta książka to kompleksowy przewodnik po gotowaniu, skupiający się na czterech elementach: soli, tłuszczu, kwasie i cieple oraz oferujący spostrzeżenia i techniki tworzenia pysznych i dobrze zbilansowanych posiłków.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Książka kucharska Skinnytaste: mało kalorii, dużo smaku
Giny Homolki
Ta książka kucharska oferuje zbiór zdrowych i pysznych przepisów, skupiających się na świeżych składnikach i odważnych smakach.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Naprawa żywności: jak uratować nasze zdrowie, naszą gospodarkę, nasze społeczności i naszą planetę — jeden kęs na raz
przez dr Marka Hymana
Ta książka bada powiązania między żywnością, zdrowiem i środowiskiem, oferując spostrzeżenia i strategie tworzenia zdrowszego i bardziej zrównoważonego systemu żywnościowego.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Książka kucharska Barefoot Contessa: Sekrety specjalnego sklepu spożywczego East Hampton dla prostej rozrywki
autorstwa Iny Garten
Ta książka kucharska oferuje zbiór klasycznych i eleganckich przepisów ukochanej Barefoot Contessa, skupiających się na świeżych składnikach i prostym przygotowaniu.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Jak wszystko ugotować: podstawy
przez Marka Bittmana
Ta książka kucharska oferuje obszerny przewodnik po podstawach gotowania, obejmujący wszystko, od umiejętności posługiwania się nożem po podstawowe techniki, i oferuje zbiór prostych i pysznych przepisów.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
